De acordo com a tabela abaixo responda quais dos elementos você esperaria formar com o Cobre: Solução sólida intersticial. Justifique.
Element De Crystal <br> Structure De Electro- <br> negativity Valence
Cu FCC 2+
c -44
H -64
o -53
Ag +13 FCC 0 1+
Al +12 FCC -0.4 3+
Co -2 HCP -0.1 2+
Cr -2 BCC -0.3 3+
Fe -3 BCC -0.1 2+
Ni -3 FCC -0.1 2+
Pd +8 FCC +0.3 2+
Pt +9 FCC +0.3 2+
Zn +4 HCP -0.3 2+

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para identificarmos quais elementos da tabela podem formar uma solução sólida intersticial com o cobre. Isso envolve entender um pouco de estrutura cristalina e como os átomos se encaixam no metal. Para resolver isso, vamos precisar analisar o tamanho dos átomos (ΔR%), a estrutura cristalina do cobre e dos outros elementos.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é uma solução sólida intersticial. Nesse tipo de solução, átomos menores se encaixam nos espaços (interstícios) entre os átomos do metal host, que no caso é o cobre. Para isso, o tamanho dos átomos do elemento adicionante deve ser significativamente menor que o do cobre.

Passo 3

A tabela nos dá o valor de ΔR%, que indica a variação percentual no raio atômico. Geralmente, para uma solução sólida intersticial, essa variação deve ser de até cerca de 15% menor que o metal host. Vamos analisar os elementos com ΔR% negativo e verificar se estão dentro desse intervalo.

Passo 4

Observando a tabela:
  • C: ΔR% = -44%
  • H: ΔR% = -64%
  • O: ΔR% = -53%
  • Co: ΔR% = -2%
  • Cr: ΔR% = -2%
  • Fe: ΔR% = -3%
  • Ni: ΔR% = -3%
  • Zn: ΔR% = +4% (não é negativo, então descartamos)
Dos elementos com ΔR% negativo, C, H e O têm variações muito grandes, menores que 15%, mas precisamos considerar a estrutura cristalina também.

Passo 5

O cobre tem estrutura FCC (Face-Centered Cubic). Para que um elemento forme uma solução sólida intersticial com o cobre, ele também deve ter uma estrutura que permita encaixar nos interstícios, geralmente FCC ou estruturas que se acomodem bem na FCC do cobre.

Passo 6

Analisando a estrutura dos candidatos:
  • C: Não possui uma estrutura metálica típica que se encaixe facilmente no FCC do cobre.
  • H: É um gás à temperatura ambiente, difícil de incluir em estrutura sólida.
  • O: Também é um gás à temperatura ambiente, não formando soluções sólidas com cobre.
  • Co, Cr, Fe, Ni: Têm estruturas metálicas compatíveis, mas suas ΔR% são muito pequenas (-2% a -3%), indicando que eles são quase do mesmo tamanho que o cobre, o que é mais adequado para soluções sólidas de substituição, não intersticiais.

Passo 7

Portanto, nenhum dos elementos listados com ΔR% adequado para formar soluções sólidas intersticiais com o cobre realmente atende aos critérios quando consideramos juntos o tamanho e a estrutura cristalina.

Resposta

Nenhum dos elementos listados forma uma solução sólida intersticial com o cobre.

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